Obliczenia optyczne

1. Obliczenia optyczne 2013/2014 Semestr zimowy

2. 2 X – zajęcia 1h: potrzeba jeszcze 7 zajęć po 2h (14h) Wg planu: 16h nieparzystych 12h parzystych

3. Warunki zaliczenia • obecność na zajęciach • 2 (3?) projekty indywidualne wykonać oddać raport obronić • Osoby, których wiedza wykracza poza ramy kursu, mogą uzyskać zaliczenie w trybie indywidualnym

4. Konsultacje ze studentami: środy 9-11, pok. 18/4 A1 czwartki 17-19, pok. 18/4 A1

5. Sprawy „prostsze”: damian.siedlecki@pwr.wroc.pl

6. Zemax 13 IE (licencja sieciowa) oprogramowanie do projektowania, modelowania i analizy układów optycznych.

7. Samouczek • „GettingStarted Using Zemax 12” • w postaci książeczki • w wersji elektronicznej (PDF)

9. www.radiantzemax.com/kb-en/Knowledgebase.aspx

10. Menu File→Open… Znaleźć następujący plik: ..\Samples\Sequential\Objectives\Double Gauss 28 degree field.zmx

11. Okno programu Okno edycyjne Okna analizy

12. Okno programu Pasek tytułowy Pasek menu Pasek narzędzi Pasek statusu

13. Okno edycyjne LENS DATA EDITOR to najważniejsze okno w programie, ponieważ prawie wszystkie parametry układu optycznego wprowadzane są z poziomu edytora. To tutaj definiuje się rodzaj powierzchni (w Zemaxie 13 są aż 75 typów powierzchni!), jej dane geometryczne, wybiera się rodzaj ośrodka, w którym rozchodzi się światło. Zemax posiada jeszcze 5 innych okien edycyjnych, m.in. MERIT FUNCTION EDITOR, MULTI-CONFIGURATION EDITOR, TOLERANCE DATA EDITOR, EXTRA DATA EDITOR.

14. Okna analizy • Są to graficzne lub tekstowe okna zawierające wyniki obliczeń przeprowadzanych przez ZEMAX. • W tym przypadku: • LAYOUT, czyli dwuwymiarowy wygląd układu optycznego; • RMS vs. FIELD, czyli RMS frontu falowego w zależności od kąta polowego; • MATRIX SPOT DIAGRAM, czyli wygląd diagramów śladowych dla różnych kątów polowych.

15. LENS DATA EDITOR W domyślnym trybie sekwencyjnego biegu promieni (sequentialray-tracing) promień świetlny biegnie ze źródła/powierzchni przedmiotowej (ang.: Object Surface, OBJ), w kierunku powierzchni oznaczonej numerem „1”, na niej ulega odbiciu/załamaniu, później biegnie w kierunku powierzchni „2”, „3” itd., aż do osiągnięcia powierzchni obrazowej (ang.: Image Surface, IMA). Należy zwrócić uwagę, że IMA znajduje się w miejscu zdefiniowanym przez użytkownika, wcale niekoniecznie w miejscu, w którym obraz jest tworzony przez układ optyczny (w sensie optyki geometrycznej).

16. LENS DATA EDITOR Edytor parametrów soczewki podzielony jest na kolumny, z których każda odpowiada innemu parametrowi danej powierzchni: Surf:Type to rodzaj powierzchni. Zemax pozwala wybrać spośród 74 różnych typów powierzchni w zależności od rodzaju danych za pomocą których je opisujemy i od roli tej powierzchni w układzie optycznym. Najpopularniejszy i najczęściej używany rodzaj powierzchni to Standard:

17. LENS DATA EDITOR Comment może zawierać krótki opis danej powierzchni. Radius to promień krzywizny danej powierzchni. Thickness to grubość, osiowa odległość od bieżącej powierzchni do następnej z kolei. Glass to materiał (szkło), znajdujący się w przestrzeni pomiędzy bieżącą powierzchnią a następną z kolei. Semi-Diameter to połowa średnicy apertury soczewki. Domyślnie, dla każdej soczewki wartość ta jest liczona automatycznie w ten sposób, by wszystkie promienie dotarły do IMA i by uniknąć winietowania. Conicto wartość stałej stożkowej dla tej powierzchni(k>-1 dla hiperboli, k=-1 dla paraboli, -1>k>0 dla poziomej elipsy, k=0 dla sfery, k>0 dla pionowej elipsy)

18. LENS DATA EDITOR Powierzchnie można: wstawiać - Edit→InsertSurface(Insert z klawiatury) - Edit→InsertAfter(ctrl+Insertz klawiatury) usuwać - Edit→DeleteSurface(Del z klawiatury) kopiować- Edit→CopySurfaces(ctrl+c po zazn. całego wiersza) wycinać - Edit→CutSurfaces(ctrl+xpo zazn. całego wiersza) wklejać - Edit→PasteSurfaces(ctrl+v) W przypadku kopiowania i wycinania, jeśli nie zaznaczymy całego wiersza odpowiadającego danej powierzchni, będziemy kopiować/wycinać wartości pojedynczych komórek.

19. LENS DATA EDITOR Kliknięcie prawym przyciskiem myszy (lub podwójne kliknięcie lewym) n-tej powierzchni w obszarze kolumny opisanej jako Surf:Typepowoduje pokazanie się okna dialogowego SurfacenProperties z zakładkami Type, Draw, Aperture, Scattering, Tilt/Decenter, PhysicalOpticsi Coating, które umożliwia m.in. wybór rodzaju powierzchni, ustanowienie przysłony aperturowej na danej powierzchni itp…

20. PASEK MENU SYSTEM→GENERAL Definiowanie parametrów dotyczących CAŁEGO układu optycznego.

21. PASEK MENU SYSTEM→FIELDS Definiowanie ilości wiązek świetlnych, ich kątów padania (kątów polowych), parametry winietowania.

22. PASEK MENU SYSTEM→WAVELENGTHS Definiowanie długość fal używanych do analizy (zawsze w μm!!).

23. PASEK MENU ANALYSIS→… Najciekawsza z właściwości ZEMAXa: całe mnóstwo narzędzi do analizy układu optycznego... … których rezultaty można obejrzeć w…

24. Okna analizy Są wywoływane z poziomu paska menu i paska narzędzi, a przedstawiają wyniki analizy i symulacji numerycznych dla układu optycznego o parametrach zawartych w oknie edycyjnym. Okna analizy nigdy nie zmieniają parametrów układu optycznego. Ich wspólne właściwości to: Update (lub podwójne kliknięcie) powoduje ponownie wykonanie i przeliczenie wyników, szczególnie ważne, gdy zmienia się parametry układu optycznego; Print, czyli wydruk; Windowumożliwia kopiowanie, exportowanie i zmianę opcji wyświetlania; Text (nie zawsze dostępne) – dostęp do danych tekstowych, źródeł wykresów; Zoom – powiększenie (przeciągnij i upuść lub klawisz Home/End). Przycisk Settings wywołuje okno dialogowe z ustawieniami, które są różne w zależności od rodzaju analizy.